在用户关于智能手机,笔记本电脑和其他用电池供电的电子产品的投诉中,电池寿命太短是主要投诉问题,同时在某些情况下,这些设备还会产生大量热量。现在,由密苏里大学(MU)物理学和天文学副教授Deepak K. Singh领导的一组物理学家开发了一种能够同时解决这两个问题的器件材料。针对这种具有独特结构的(即一种可展现出独特电子特性的“蜂窝”晶格)磁性材料,该团队已经申请了专利。
“半导体二极管和放大器通常由硅或锗制成,是现代电子设备的的关键元件。”Singh(他也是密苏里大学的磁性和超导电性研究实验室的首席研究员)说,“二极管通常只沿一个偏置方向通过器件传导电流和电压,但是当电压反转时,电流就会停止,这种切换过程由于能量消耗或电源耗尽而耗费大量能量,从而影响电池的寿命。通过用磁性系统代替半导体,我们相信我们可以创造出一种更高效的设备,它的功能更强大,功耗更低。”
Singh的团队开发了一种二维纳米结构材料,这种材料是通过在硅表面的蜂窝结构模板上沉积磁性合金或坡莫合金(又称高导磁合金)而产生的。新材料可以传导单向电流,或单向流动的电流。与通常包含在电子器件中的半导体二极管相比,这种材料的耗散功率也显著降低。
磁性二极管为消耗很少功率的新型磁性晶体管和放大器铺平了道路,从而提高了电源的效率。这可能意味着设计师可以将电池寿命提高100倍以上。在计算机处理器中,耗散较少的功率还可以减少笔记本电脑或台式机CPU中产生的热量。
Singh说:“虽然开发出最终产品需要做更多的工作,但该设备可能意味着正常的5小时充电寿命可能会增加至500小时以上。该器件还可以作为其他外围器件(如闭路摄像机或射频衰减器)的“开关”,从而降低了通过器件的功率流。我们已经申请了美国专利,并已开始组建一家分拆公司,以帮助我们将该设备推向市场。”
与这项研究相关的拟成立的初创公司,强调了该大学对该州经济发展努力的影响,包括:在Mizzou进行的研究成果的商业化、劳动力发展和就业增长,居民生活质量改善,以及吸引公司和企业进入该州。将MU技术商业化的公司已经获得了数亿美元的投资和资助,以推进其商业化工作。2017年,技术管理和产业关系办公室报告称,美国向MU社区的成员颁发了31项美国专利。
原文来自rdmag.原文题目:New Device could Increase Battery Life of Electronics by a Hundred-Fold。 .